煤矿水害防治井下物探技术的选择与应用

徐冠男

中煤科工集团西安研究院有限公司 陕西 西安 710000

一、矿井水防治面临的主要问题

根据灾难性水源的特征,对开采过程中水害形成的原因进行分析,可以发现造成该问题的主要原因是：水流类型很多,供水量大,预防困难等因素。对其进行具体的分析之后,对存在问题进行分析,具体如下。

首先,随着煤矿开采程度的不断提高,开采压力的增加,一些矿井继续向深处扩展,导致岩石爆炸的出现等问题,以及创建防止钻探地下水的项目等问题,这些问题的存在要求对矿井进行深层次开采。

第二,我国人口众多,对资源的需求很大。随着时间的流逝,我国的煤炭资源开始减少,一些矿山开始加深其挖掘范围,在某些地区,不可渗透层相对较薄,这导致来自深层的水流量系数增加,水害威胁不断增加,防止和开采煤矿中的水的任务极具挑战性。

第三,我国在1980年实施了快速的水利政策,这导致全国大部分地区都出现了小型的非法燃煤炉,与此同时,高速采矿和跨境采矿导致了很多缺水问题。同时,小型煤炉经常在开采过程中改变这一主要现象,这可能会影响采空区中水的积累。

二、防止煤矿给水带来危害的技术

面对复杂的地质问题,我国必须采取科学技术手段。为了实现水害的防治,必须使用合理的技术方法。地球物理方法是最直接,最常用和最快的方法之一,不同的地球物理方法适用于不同地质之中。科学合理地运用地球物理方法可以有效地发现煤矿采矿过程中的地质结构和水传导问题。

(一)地下煤矿常用的物探与分类方法。物探是我国最受欢迎的方法之一。其利用岩层,矿石等中的物理差异,再使用工具发现它们,最后通过分析,可以获得地质结构。物探方法主要分为地震勘探,电气勘探,重力钻井,磁勘探和放射性。

(二)道路钻探过程中先进的物探方法的选择。通常将物探和钻探结合起来以实现水害防治。其中,常用的物探方法有：直流电,直流电检测法,该检测方法主要应用于直线。当发现发生在弯头之前时,瞬变电磁法可用于停滞区域和隐藏的输水,这从不同的角度进行勘探以获得更多信息,该技术可以清理开挖的道路,还可以检测隐藏的含水结构异常情况,例如存在含水缺陷,潜在的水流通道和地下水蓄水池对水的丰富度,漏水井区域的位置等进行了调查。使用这项技术可以更快,更有效,更科学地进行检测。

(三)综合的物探方法的选择。我国的采矿业在地下开采时,由于穿透距离的限制,周围的区域越来越大,无法使用物探技术。如果工作表面较大,为避免影响孔的穿透效果,有必要使用地震波通道法揭示工作面的隐藏地质结构,从而取得良好的效果。在煤层中使用通道波地震勘探进行启动声波传播以露出煤层,具有探测性、范围广、精度高、抗干扰能力强的优点。

三、综合物探应用的影响

(一)瞬变电磁法。近年来,瞬变电磁法在煤矿防水领域取得了巨大的成就。在一些空旷的地方,积水、建筑物、电线杆和其他区域的积聚可以使用瞬变电磁法,其可以检测其结构中的水含量和水含量。一般来说,其通常用于水灾预防应用中。

(二)矿区三维地震检测。在正常条件下,煤层与周围岩层之间存在明显的差异。当煤层的厚度超过1米时,会形成反射波。如果接缝是木炭,中间击穿柱和波峰的破坏会影响反射波,并且会出现反射波,这将导致中期现象和等待时间受到干扰,因此无法确定。同时,这些条件也可以视为矿区是否塌陷,是否是矿区。由于折叠杆的主体形状不规范且分布不均匀,其组成相对复杂且疏松,主要由粘土和砂岩组成。与塌陷柱相比,它的密度小,沉降速度慢。3D地震勘探,矿山和验证孔的结果数据相似,经过仔细鉴定,可以确认大多数折叠柱。3D地震探测应用为我国煤矿开采提供了安全保障,避免安全事故并减少经济损失。

(三)直流电法的误差和调查示例。在我国的煤矿中,含水层比煤矿的地质和勘探工作最为复杂。根据一些检测结果,该煤矿包含：含水层,石灰石含水层的水含量非常丰富。对于这些条件,可以采取直流电阻法探索其结构。通常当使用直流电阻法找出水含量时,结果会有所不同。由于断层分为上层和下层,上层一般是煤层,下层一般是水层。且煤层它是由石灰石制成的,它的抵抗力是不同的,并且在识别上还存在一些空白,但这不是很大。如果这一层中含水,那么缺陷将会非常小且不含杂质,这将严重影响电阻,使得水对电阻几乎没有影响。根据以上特征,可以分析含水量和误差大小可以达到安全开采的目的。

结论

通过使用瞬变电磁法,直流电产生等方法可以实现全面的地球物理勘探方法。当柱子的输水条件和结构坍塌时,可以为煤矿提供科学合作。在采矿过程中分析准确的水文地质数据并采取预防措施,有效避免与矿山有关的地质灾害和巨大的经济损失。目前,复合勘探技术也正在用于溶解煤矿,倒塌的柱子,建筑物等。合理有效的勘探技术方法与输水条件相结合的特点是投资少、结构简单、速度快、数据处理和解释方便快捷,可以炭化地下矿山开发和安全生产可及时提供安全可靠的水文地质条件。在矿山水文地质调查中,矿区,塌陷柱,失水现场及其他方面将得到广泛推广和使用,加之物探技术的应用也将不断提高,物探结果的解释有多种解决方案和物探结果解释应结合当地的地质条件,最终将通过钻孔进行少量验证。简而言之,物探方法是目前在煤矿开采过程中重要方式,探索开采过程中隧道的引入和工作面的地质是非常有效的方法和手段,基于以上条件可以实现煤矿开采中的还改善,减少安全事故的发生。